(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素材料により形成された本体（１０，１８，２６，３４，３８）を有する炭素ブラシにおいて、
前記本体（１０，１８，２６，３４，３８）の摺動面は、レーザによって構造化されていることを特徴とする炭素ブラシ。
【請求項２】
前記本体（１８，３４）は、少なくとも１つの面（２０，３６）で、レーザ加工によって平滑化されていることを特徴とする請求項１に記載の炭素ブラシ。
【請求項３】
前記本体（１０）は、少なくとも１つの面（１２）で、レーザ加工によって粗くされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素ブラシ。
【請求項４】
前記本体（１８，３８）の少なくとも１つの面（２２）には、ポケットまたは窪み（２４，４０）が、レーザ加工によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の炭素ブラシ。
【請求項５】
前記窪み（４０）は、前記本体（３８）の走行面に平行に延びていることを特徴とする請求項４に記載の炭素ブラシ。
【請求項６】
前記本体の前記摺動面は、レーザ加工によって形成された複数の穴（１４，１６）を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の炭素ブラシ。
【請求項７】
前記複数の穴（１４，１６）には、含浸剤が入れられていることを特徴とする請求項６に記載の炭素ブラシ。
【請求項８】
前記含浸剤は、減摩剤と研磨剤との少なくとも一方であることを特徴とする請求項７に記載の炭素ブラシ。
【請求項９】
走行面を有する炭素ブラシにおいて、
この走行面（１２）は、レーザ加工によって穿孔されていることを特徴とする炭素ブラシ。
【請求項１０】
圧縮肌が発生される炭素ブラシにおいて、
前記圧縮肌は、少なくとも部分的に、レーザ加工によって除去されていることを特徴とする炭素ブラシ。
【請求項１１】
炭素材料により形成され、摺動面を備えた本体を有する炭素ブラシを加工する方法において、
前記摺動面をレーザによって構造化することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記摺動面にレーザによって複数の穴を形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の穴に、含浸剤を入れることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記含浸剤は、減摩剤と研磨剤との少なくとも一方であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記本体の少なくとも１つの側面に、ポケットまたは窪みを形成することを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか１に記載の方法。
【請求項１６】
前記窪みを、前記本体の圧縮方向に対し横方向に延びている状態で形成することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記本体の走行面をレーザによって構造化することを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか１に記載の方法。
【請求項１８】
前記走行面をレーザによって穿孔することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記本体の圧縮肌を、少なくとも部分的に、レーザによって除去することを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれか１に記載の方法。
【請求項２０】
前記摺動面に、炭素ブラシが支持されている整流器の積層に対し平行に延びている溝をレーザによって形成することを特徴とする請求項１１ないし１９のいずれか１に記載の方法。
【請求項２１】
炭素材料により形成された本体（１０，１８，２６，３４，３８）を有する電気摺動端子において、
前記本体（１８，３４）は、少なくとも１つの面（２０，３６）で、レーザ加工によって平滑化もしくは粗くされていることを特徴とする電気摺動端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気黒鉛材料のような炭素材料からなり、かつ例えば圧縮および熱加工および場合によっては続いての加工によって製造された本体を有する、電気摺動端子、例えば炭素ブラシに関し、更に、この電気摺動端子を加工するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気摺動端子およびこの摺動端子を加工するための方法は、特許文献１に記載されている。この公報は、電位差計のための耐摩耗性の電気的なスライダおよびスライダの製造方法に関する。スライダを製造するためにプレートを製造し、次に、構造化しかつ個別化することが提案される。電気摺動端子の前段階（Vorstufe）を加工するために、レーザ加工方法が開示される。
【０００３】
特に、集電装置に用いられる電気摺動端子、例えば特に炭素ブラシまたはすべり部材（Gleitstuecke）は、動く例えば回転する要素から固定式の要素へ電流を送る課題を有する。ワークピースとしては、炭素および黒鉛をベースにした電気摺動端子が用いられる。
【０００４】
このような摺動端子を製造するために、合成樹脂のような今あるバインダーを含めた出発材料を、まず、成形過程に晒し、次に、熱処理、例えば黒鉛化する。更に、使用分野に応じて所望の特性を得るべく、含浸を行なう。
【０００５】
従って、摺動端子の加工後に、構造体、例えば、走行面にレリーフまたは側面にホルダ用の収容部を形成することが必要である。このような構造体を、基本的には、このような表面の研削、穿孔またはフライス切削によって製造する。更に、成形、すなわち圧縮中にこのような構造体を形成する可能性がある。
【０００６】
炭素ブラシを例えば板ばねと結合するためには、走行面の反対側にある裏面を金属化し、次に、この裏面を、材料の結合で、板ばねの一部分と結合することが知られている。この目的のために、特許文献２によれば、超音波溶接またはレーザ溶接によって結合を形成することが提案されている。
【０００７】
特許文献３は、レーザによる加工が与えられているという言及がなされることなしに構造化されている炭素ブラシに関する。
【０００８】
特許文献４では、摺動端子との関連が与えられていることなく、レーザで誘導された熱処理された表面を処理する。むしろ、鋼製のワークピースをレーザで合金化する。
【０００９】
特許文献５は、優れた耐熱性の複合材料を製造するための方法に関する。この公報から読み取れるのは、鉄管を電子ビーム溶接によってＣｕ-Ｃ-Ｚｒ管と結合することができることである。更に、レーザによって粗くすることができる。この公報からは、摺動端子への関連が読み取ることができない。
【００１０】
特許文献６は、穴があいている摺動面を有する炭素ブラシに関する。
【００１１】
最後に、特許文献７は、プラスチックフィルムの製造法に関する。ここでは、圧縮の際に生じるばりを除去する可能性がある。
【特許文献１】DE-C-198 21 529
【特許文献２】DE-A-103 59 896
【特許文献３】GB-A-292 232
【特許文献４】DE-C-697 20 531
【特許文献５】EP-B-1 025 938
【特許文献６】DE-A-10 2004 011 618
【特許文献７】DE-A-42 36 558
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
電気摺動端子およびこの電気摺動端子を製造する方法を、簡単な処置によって高精密な加工を行なうことができるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題を解決するために、本発明は、電気摺動端子の本体が、レーザによって、加工例えば構造化されていることを実質的に提案する。
【００１４】
レーザ加工は、隣接の領域を損なうことなく、本体の所望の領域で適切に形状を変化させることができるという利点を示す。特に、このことによって、炭素ブラシにおいて接触特性に好影響を与える可能性がある。
【００１５】
例えば、炭素体の少なくとも１つの面を、レーザ加工によって滑らかにまたは粗くすることができる。窪み、例えばポケットまたは収容部を特に側面に形成することも、可能である。従って、所望の領域に、以下の構造体を、すなわち、例えば、ストランドを入れるために、あるいは、摺動端子を固定するために用いるホルダを固定するために必要である構造体を適切に形成することができる。
【００１６】
構造体の形成によって、適切な慣らし特性も、コストのかかる機械的な加工の必要なしに、特に炭素ブラシによって得ることができる。
【００１７】
良好な電動適合性（elektomotorische Vertraeglichkeit）および僅かなかつ均等な慣らし特性を得るためにおよび同時に高いエネルギ密度を得るために、炭素ブラシの走行面が、レーザ加工によって製造された穴を有することが提案されている。これら穴は、減摩剤または研磨剤のような含浸剤を簡単にかつ均等に入れる可能性を供する。この場合、穴を、走行面に均等に分布して形成することができる。それ故に、コストのかかる処置を必要とすることなく、含浸剤が走行面に亘って均等に分布されている。
【００１８】
更に、本発明は、本体を炭素ブラシとして形成する際に、炭素ブラシが、積層に平行に延びておりかつ摺動面から出ている溝を有し、摺動面に炭素ブラシが支持されることを提案する。このことによって、整流が改善される。何故ならば、漏れ抵抗が溝によって増大されるからである。
【００１９】
更に、製造の際に特に小さい炭素ブラシによって形成される圧縮肌を高精密に除去することができる。それ故に、炭素ブラシの利用長が、他の機械的な加工と比較して、目立つほどに影響を受けない。
【００２０】
レーザ加工によって構造化される摺動端子のために好ましい材料としては、バインダーとして合成樹脂を含む炭素黒鉛および／または天然黒鉛を挙げることができる。
【００２１】
ＣＯ２レーザのようなガスレーザによってまたは固体レーザによって加工を行なうことは好ましい。この場合、ルビーレーザまたはＹＡＧレーザが特に好ましい。しかし、半導体レーザも、所望の範囲で摺動端子の本体を加工するために適切である。
【００２２】
明細書の最初の部分に記載のタイプの方法は、本体をレーザで加工することを特徴とする。この場合、本体を、研削または鋸引きのような前加工後に、レーザにより加工することができる。
【００２３】
摺動面を有し、整流器の積層に支持可能である炭素ブラシを加工するための方法は、摺動面をレーザによって構造化することを特徴とする。この場合、摺動面には、減摩剤および／または研磨剤のような含浸剤を入れる均等に分布した複数の穴を形成することができる。
【００２４】
更に、摺動面には、レーザによって、積層に平行に延びている溝を形成することができる。その目的は、整流を改善するためである。
【００２５】
特に、本体の少なくとも１つの側面に、特に圧縮方向に対し横方向に延びている窪み、例えばポケットを形成することが提案されている。従来の技術では、このような窪み、例えばポケットを、穿孔および研削のようなコストのかかる処置によってしか製造できず、余りに精密に製造することができない。
【００２６】
更に、本体の圧縮に基づいて形成される圧縮肌を、少なくとも部分的に、レーザによって除去することができることが提案されている。
【００２７】
本発明の複数の他の詳細、利点および特徴は、複数の請求項と、これらの請求項から読み取れる、単独および／または組合せで生じる複数の特徴とからのみならず、図面から見て取れる複数の好ましい実施の形態の以下の記述からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図には、炭素ブラシの原理図が示されている。炭素ブラシは、通常の材料から、例えば、バインダーとしてのプラスチックを有する炭素黒鉛および／または天然黒鉛からなる。
【００２９】
このような炭素ブラシは、圧縮され、場合によっては研削または鋸引き（Saegen）によって前加工される。特に慣らしに関する炭素ブラシの所望の特性を得るために、レーザ加工がなされる。例えば、図１から見て取れる炭素ブラシ１０を参照して、炭素ブラシの走行面１２が、レーザ加工によって形成された複数の穴１４，１６を有することを説明しよう。この場合、これら穴１４，１６の故に、走行面１２の、穴が無い場合より速い磨耗が生じる。この結果、僅かな慣らし特性（Einlaufverhalten）が生じる。何故ならば、走行面１２がより速く磨耗されるからである。
【００３０】
しかしながら、これら穴１４，１６は、含浸剤を受け入れるために用いられることができる。従って、この含浸剤は、走行面１２に亘って均等に分配されることができる。含浸剤としては、減摩剤および／または研磨剤が適切である。
【００３１】
図２から見て取れる炭素ブラシ１８は、摺動面２０を有する。摺動面は、同様にレーザ加工によって製造される球欠形の形状を有する。
【００３２】
炭素ブラシ１８は、長手方向に圧縮されている。それ故に、圧縮の際には、通常の処置によっては、複数の側面、例えば側面２２に切り欠きを形成することができない。切り欠きは、従来の技術では、後で、研削または穿孔によって形成される。本発明では、側面、即ち面２２には、ポケットのような窪み２４がレーザ加工によって形成され、全く精密な形状が得られる。このような窪み、即ちポケット２４は、例えば、取付の際に、炭素ブラシを押さえるためにまたは選別補助として用いられる。このことは、基本的に、図５および６から見て取れる。かくて、炭素ブラシ、即ち本体３８は、好ましくは走行面に平行に延びている溝状の窪み４０を有する。この窪みには、炭素ブラシの取付中に炭素ブラシの案内をロックする手段が係合する。更に、窪み４０は、ばねのための保持装置として用いられることができる。
【００３３】
選別補助は、例えば、炭素ブラシのマーキングによってなされることができ、マーキングは、レーザ加工によって形成される。このようなマーキング４２は、図６に原理的に示されている。
【００３４】
図３には、摺動面２８から始まっている縦溝３０，３２を有する炭素ブラシ２６が示されている。これら縦溝は、整流子の積層に平行に延びている。整流子上で、炭素ブラシ２６が支えられる。このことによって、漏れ抵抗（Querwiderstand）が高められ、従って、整流が改善されることが達成される。炭素ブラシ２６の加工、従って、溝３０，３２の形成は、同様にレーザによってなされる。
【００３５】
本発明に係わる教示に基づいて、平行六面体の形状を有する炭素ブラシを構成して、端部の所望の形状が得られ、このような形状は、他の場合には、コストのかかる鋸引きおよび研削によってのみ達成可能であるという可能性がある。例えば、図４に示される炭素ブラシ３４は、走行面の側に、屋根型の形状を有する。摺動面３６自体は湾曲している。このような炭素ブラシ３４を、例えばプリンタへ使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】炭素ブラシの第１の実施の形態の原理図を示す。
【図２】炭素ブラシの第２の実施の形態の原理図を示す。
【図３】炭素ブラシの第３の実施の形態の原理図を示す。
【図４】炭素ブラシの第４の実施の形態の原理図を示す。
【図５】保持装置を有する炭素ブラシを示す。
【図６】マーキングを有する炭素ブラシを示す。
【符号の説明】
【００３７】
１０  本体、炭素ブラシ
１２  走行面
１４  穴
１６  穴
１８  本体
２０  面
２２  面、側面
２４  窪み
２６  本体
２８  摺動面
３０  縦溝
３２  縦溝
３４  本体
３６  面、摺動面
３８  本体
４０  窪み
４２  マーキング
【図１】
0005399007.tif 000002
【図２】
0005399007.tif 000003
【図３】
0005399007.tif 000004
【図４】
0005399007.tif 000005
【図５】
0005399007.tif 000006
【図６】
0005399007.tif 000007